(57)【要約】【課題】  伸びが発生する前に成形具を移動して調整できて不良品の発生を抑えることができ、しかも応力を測定することにより定量的に判断できて成形具の位置調整が簡単且つ正確にできて成形性を安定させることができるようにする。【解決手段】  成形シュー１、成形ロール等の成形具Ａを板材２を送る方向に複数段配置してシューフォーミングやロールフォーミング等の成形を行う板材の連続成形装置である。これにおいて、複数段の成形具Ａを板材２の送り方向に移動自在に装着すると共に成形具Ａに成形具Ａを移動させるように駆動する駆動手段３を設ける。板材２の幅方向の左右で板材２の左右の端縁にかかる応力を測定する応力測定手段４を隣り合う成形具Ａ間に配置する。応力測定手段４で測定した応力に基いて成形具Ａ間の間隔が変わるように駆動手段３で成形具を移動させるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形シューや成形ロール等の成形具を板材を送る方向に複数段配置してシューフォーミングやロールフォーミング等の成形を行う板材の連続成形装置において、複数段の成形具を板材の送り方向に移動自在に装着すると共に成形具に成形具を移動させるように駆動する駆動手段を設け、板材の幅方向の左右で板材の左右の端縁にかかる応力を測定する応力測定手段を隣り合う成形具間に配置し、応力測定手段で測定した応力に基いて成形具間の間隔が変わるように駆動手段で成形具を移動させるようにしたことを特徴とする板材の連続成形装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の金属板や樹脂板等の板材を連続的に送ってシューフォーミングしたり、ロールフォーミングしたりする板材の連続成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から金属板、樹脂板等の板材を連続的に送って所定の断面形状に成形する場合、成形シューや成形ロール等の成形具を板材の送り方向に複数段配置し、各成形具に板材を順次通し、所定の形状に成形する連続成形装置が提供されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
その一例としてのシューフォーミング法は、平板状の板材が段階的に折り曲げられるように｛図２の（１），（２），（３），（４），（５）｝の順に断面形状が変わるように折り曲げられるように）、その段階的な断面形状の成形シューをライン上に配置し、目的となる断面形状に成形しているが、左右非対称な断面形状の成形の場合、隣り合う成形シューの間で材料にかかる応力差がその材料の弾性域を越え、降伏応力以上になると、その応力がかかっている部分は伸びたままになってしまう（応力が弾性域内であれば、成形シューの間では伸びても、応力がなくなると元の長さに戻る）。つまり、板材の左右の端縁のうち、一方の端縁が伸びないのに他方の端縁が伸びた状態になることが起こる。このように成形品に伸びが見られた場合、ラインを停止し、経験的に成形シューのピッチを広げたり、段階的に曲がって行く形状を変更して応力を小さくしたりして伸びないようにしていた。
【特許文献１】特開２００３−１５９７４８号公報
【非特許文献１】社団法人日本塑性加工学会編「ロール成形」１９９０年５月２５日          株式会社コロナ社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来例では成形品の伸びが見られたときにラインを停止して成形シューの位置等を調整しているため不良品が発生してから調整することとなり、不良品の量が多くなるという問題がある。また伸びが見られたとき定性的に判断して調整しているため調整に経験を要すると共に正確な調整ができないという問題がある。また成形シューを手動で移動して調整しているためにラインを停止しなければ調整できないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、応力を測定することにより伸びが発生する前に成形具を移動して調整できて不良品の発生を抑えることができ、しかも応力を測定することにより定量的に判断できて成形具の位置調整が簡単且つ正確にできて成形性を安定させることができ、また成形具を駆動手段で移動できてラインを停止しないで調整することも可能となる板材の連続成形装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の板材の連続成形装置は、成形シュー１、成形ロール等の成形具Ａを板材２を送る方向に複数段配置してシューフォーミングやロールフォーミング等の成形を行う板材の連続成形装置において、複数段の成形具Ａを板材２の送り方向に移動自在に装着すると共に成形具Ａに成形具Ａを移動させるように駆動する駆動手段３を設け、板材２の幅方向の左右で板材２の左右の端縁にかかる応力を測定する応力測定手段４を隣り合う成形具Ａ間に配置し、応力測定手段４で測定した応力に基いて成形具Ａ間の間隔が変わるように駆動手段３で成形具を移動させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
上記のように応力測定手段４を測定しながら成形することで伸びを発生する前に伸びが発生する可能性を知ることができ、伸びが発生する前に成形具Ａを移動して隣り合う成形具Ａ間の間隔を調整して伸びが発生しないようにでき、不良品の発生を防止できる。しかも応力測定手段４で応力を測定することにより定量的に判断して成形具Ａの位置調整ができて成形具Ａの位置調整が簡単且つ正確にできて成形性を安定させることができる。また成形具Ａを駆動手段３で駆動できてラインを停止しないでも調整することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は叙述のように応力測定手段で応力を測定することにより伸びが発生する前に成形具を駆動手段で移動して調整できて不良品の発生を抑えることができるという効果があり、しかも応力を測定することにより定量的に判断できて成形具の位置調整が簡単且つ正確にできて成形性を安定させることができるという効果があり、また成形具を駆動手段で移動できてラインを停止しないで調整することも可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。本例ではシューフォーミングする板材の連続成形装置について述べる。板材２を送るライン５にはライン５の長手方向に間隔を隔てて成形具Ａが配置されるが、本例の場合成形具Ａとして成形シュー１がライン５の長手方向に複数配置されており、複数の成形シュー１にて複数段の成形が行われるようになっている。本例では平板状の板材２を角形の軒樋に成形するものであり、５段の成形シュー１にて成形されるようになっている。
【００１０】
５段の成形シュー１で成形するとき図２の（１），（２），（３），（４），（５）の順に形状が段階的に変化するように成形される。つまり、図３の（ａ）に示す平板状の形状から図３（ｂ）にように板材２の左右の端縁に断面半円状の軒樋の耳部６を形成するように折り曲げられ、次に図３（ｃ）に示すように耳部６を断面円形にするように折り曲げられ、図３（ｄ）に示すように軒樋の前後の側壁７，８と底壁９を形成するように折り曲げれ、図３（ｅ）に示すように前後の側壁７，８と底壁９との間の角度が所定の角度になるように折り曲げられる。従って、５段の成形シュー１を第１〜第５の成形シュー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅとした場合、第１成形シュー１ａ（図示せず）には図３（ａ）のような断面形状の成形口が形成されており、第２の成形シュー１ｂ（図示せず）には図３（ｂ）のような断面形状の成形口が形成されており、第３の成形シュー１ｃには図３（ｃ）のような断面形状の成形口１０が形成されており、第４の成形シュー１ｄには図３（ｄ）のような断面形状の成形口１０が形成されており、第５の成形シュー１ｅには図３（ｅ）のような断面形状の成形口１０が形成されている。
【００１１】
上記のような複数段の成形シュー１はレール１１に沿ってライン５の長手方向に移動自在に装着してあり、成形シュー１をレール１１に沿って移動させることにより隣り合う成形シュー１の間隔を調整できるようになっている。各成形シュー１には駆動手段３としてモータ３ａを図１や図５に示すようにモータ固定金具１５にて装着してあり、モータ３ａの出力軸のギア１２を上記レール１１のラック１１ａに噛合させてあり、モータ３ａを駆動することにより成形シュー１を移動できるようになっている。
【００１２】
また隣り合う成形シュー１間には応力測定する応力測定手段４を配置してあるが、本例の場合、この応力測定手段４はロードセル４ａにて構成されている。このロードセル４ａはロードセル本体１３とロードセル本体１３の両端から突設したロッド１４とで構成されている。隣り合う成形シュー１間には一対のロードセル４ａを架設してある。本例の場合、第３の成形シュー１ｃと第４の成形シュー１ｄとの間が伸びが発生する可能性が高いためにこれらの間にロードセル４ａを配置した例を図示してあるが、ロードセル４ａを配置するのはこの箇所だけであっても、各成形シュー１間であってもよい。
【００１３】
隣り合う成形シュー１の間には一対のロードセル４ａが架設されるのであるが、板材２の両側縁に沿うように架設される。つまり、板材２を成形するとき図２の符号Ｘに示す部分が通る軌跡をＬ１とし、図２の符号Ｙに示す部分が通る軌跡をＬ２としたとき、一対のロードセル４ａのうち一方のロードセル４ａがＬ１に沿わせてあり、他方のロードセル４ａをＬ２に沿わせてある。ロードセル４ａのロッド１４の端部を成形シュー１に連結するとき、ロッド１４の端部が図６に示すようにユニバーサルジョイント１６にて回転自在に連結してある。またロッド１４はロードセル本体１３に連結した筒状の第１ロッド材１４ａに、成形シュー１に連結した第２ロッド材１４ｂを出入り自在に挿通してあり、これによりロッド１４が伸縮自在になっている。これにより成形シュー１が移動してもそれに応じてロードセル４ａを伸縮させることができる。ロッド１４が伸縮したのではロードセル４ａで応力を測定できないため、応力を測定するときはロックボルト１７を締め付けることで第１ロッド材１４ａに対して第２ロッド材１４ｂが出入りしないように固定できるようになっている。
【００１４】
上記のようにシューフォーミングする連続成形装置が形成され、帯板状の板材２を複数段の成形シュー１に段階的に通すように板材２を送ることで図４に示すように漸次所定の形状に形成される。図４でＳ２は第２の成形シュー１ｂの位置、Ｓ３は第３の成形シュー１ｃの位置、Ｓ４は第４の成形シュー１ｄの位置、Ｓ５は第５の成形シュー１ｅの位置、Ｆは送り方向である。上記のように成形するとき応力測定手段４としてのロードセル４ａで応力が測定されており、弾性域を越えて伸びるような応力がかかったことが検出されると、ロックボルト１７を緩めてロードセル４ａが伸縮する状態にし、駆動手段３としてのモータ３ａを駆動して隣り合う成形シュー１のピッチを広げたりするように成形シュー１を移動させ、伸びが発生しないように調整する。成形シュー１の位置を調整した後はロックボルト１７を締め付けてロードセル４ａが伸縮しない状態にし、ロードセル４ａで応力を測定できるようにしておく。上記のようにロードセル４ａで応力を測定しながら成形することで伸びを発生する前に伸びが発生する可能性を知ることができ、伸びが発生する前に成形シュー１を移動して隣り合う成形シュー１間の間隔を調整して伸びが発生しないようにでき、不良品の発生を防止できる。しかもロードセル４ａで応力を測定することにより定量的に判断して成形シュー１の位置調整ができて成形シュー１の位置調整が簡単且つ正確にできて成形性を安定させることができる。また成形シュー１をモータ３ａで駆動できてラインを停止しないでも調整することができる。
【００１５】
上記のように成形する帯状の板材２としては合成樹脂板があり、その素材としてはＡＢＳ、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ、ＰＰ、ナイロン等がある。板材２としては合成樹脂板に限らず、金属板であってもよい。合成樹脂板の場合、曲げやすいように加熱してもよい。
【００１６】
例えば、板材として１ｍｍ厚で幅が３００ｍｍとなるＡＢＳ板を８０℃に加熱し、図２の（１），（２），（３），（４），（５）の順で５段階に曲がるように成形した。このとき、図２の符号ｂに示す寸法を８０ｍｍ、符号ｃに示す寸法を１００ｍｍ、符号ｅに示す寸法を５０ｍｍ、符号ｆに示す寸法を３０ｍｍ、符号ｇに示す角度を１３０°、符号ｈに示す角度を１２０°とし、第３の成形シュー１ｃと第４の成形シュー１ｄとの間のピッチ（間隔）Ｐを２００ｍｍとしたときＸ点の軌跡Ｌ１は幾何学的計算からＬ１＝２０８．４８ｍｍとなる。図２のＺ点の軌跡Ｌ３は最も短くて２００ｍｍとなり、Ｌ１の長さとＬ３の長さの差は８．５ｍｍとなる。一方、上記のようなＡＢＳ板で長さ４０ｍｍで厚さ１ｍｍの試験片を引っ張り試験した結果は図７に示すようになり、長さ４０ｍｍの試験片で降伏点の伸びは１ｍｍであった。上記のように第３の成形シュー１ｃと第４の成形シュー１ｄとの間のピッチＰは２００ｍｍであるためにこの間のＡＢＳ板の降伏点までの伸びは５ｍｍであり、Ｌ１は降伏点以上に伸び、弾性回復しないので、成形後はＸ点が伸びている成形不良となる。そこで、上記のように応力測定手段４としてロードセル４ａを配置して応力を測定できるようになっていると、材料の降伏応力になる直前に駆動手段３としてモータ３ａを駆動して第３の成形シュー１ｃと第４の成形シュー１ｄとのピッチが広くなるように第３の成形シュー１ｃ乃至第４の成形シュー１ｄを移動させ、伸びそうな部位が伸びるのを予め防止できる。
【００１７】
なお、上記例では成形具Ａとして成形シュー１を用いてシューフォーミングする例について述べたが、成形具Ａとして成形ローラを用いてロールフォーミングする場合も同様に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】同上の板材を成形する段階を説明する断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は同上の各段階を別々に図示した断面図である。
【図４】同上の板材を成形する状態を説明する斜視図である
【図５】同上のモータの取り付け状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面から見た断面図である。
【図６】同上のロードセルの取り付け状態を示す断面図である。
【図７】板材の試験片の応力―歪線図である。
【符号の説明】
【００１９】
Ａ  成形具  
１  成形シュー
２  板材  
３  駆動手段
４  応力測定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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